CO2 Sensor gegen Corona-​Übertragung

20.10.2020 - Adrian Oggenfuss

Durch unsere Atem­luft verschlech­tert sich die Luft­qua­lität und mehr Aero­sole, durch welche eine Anste­ckung mit dem Corona-​Virus erfolgen kann, befinden sich in der Luft. Mit einem Sensor kann die Luft­qua­lität in Innen­räumen über­wacht werden und durch regel­mäs­siges Lüften die Anste­ckungs­wahr­schein­lich­keit gesenkt werden.

CO2 Sensor Detail

Durch den CO2-​Sensor wird die Luft­qua­lität in einem Raum gemessen, wobei der Mess­wert in ppm (parts per million) ange­geben wird. Aussen­luft weist einen Wert von ca. 400ppm auf und der Atem einer Person ca. 40’000ppm. Abhängig von der Raum­grösse wird somit über die Zeit die Luft­qua­lität (CO2-​Konzentration) in einem Raum schlechter.

Eine schlech­tere Luft­qua­lität beein­träch­tigt einer­seits die Denk­leis­tung, ande­rer­seits beinhaltet die ausge­at­mete Luft Aero­sole welche das Corona-​Virus über­tragen können. In der nach­fol­genden Tabelle wird aufge­führt bei welchen Luft­werten ein Raum gelüftet werden sollte.

CO2 Luftwerte Tabelle

Über den Sensor

CO2 Sensor Detail

Der Sensor wurde von Smoca AG entwi­ckelt, um die Verbrei­tung von Anste­ckungen mit dem Coro­na­virus in Büro­räumen zu vermin­dern. Er weist einer­seits darauf hin wann es sinn­voll ist einen Raum zu lüften und erhöht ande­rer­seits das Bewusst­sein für die Verbrei­tung des Virus über Aero­sole in der Luft.

Der Sensor ist ca. 5x5 cm gross und die benö­tigten Teile können alle online bestellt werden. Neben dem CO2-​Wert werden zudem Tempe­ratur und Luft­feuch­tig­keit ange­geben. Eine zu nied­riger Luft­feuch­tig­keit kann dazu führen, dass die Schleim­häte austrocknen, was die Gefahr einer Virus­an­ste­ckung wiederum erhöht. Das BAG empfiehlt eine Raum­luft­feuch­tig­keit zwischen 30 und 50 Prozent.

Fragen an den Entwickler

Die Idee für den CO2-​Sensor kam von unserem CTO David Gunzinger, welcher auch die Entwick­lung verant­wor­tete.

David, wie bist du auf die Idee für den CO2-​Sensor gekommen?

Vor der Grün­dung der Smoca AG war ich Embedded-​Entwickler. Mit der App- und Web- Entwick­lung, welche ich sehr gerne mache, fehlt mir manchmal der Kontakt zur Hard­ware. Durch das Aufkommen von güns­tigen Sensoren und güns­tigen Entwick­lungs­boards wurde es möglich die Embedded-​Entwicklung als Hobby zu betreiben. Die Messung von CO2 und anderen Para­me­tern der Luft­qua­lität im Büro, ist eine Synthese aus etwas das mir Spass macht mit etwas Nütz­li­chem.

Wir messen in unserem Büro die Luft­qua­lität schon seit zwei Jahren. Zuerst haben wir nur die Tempe­ratur gemessen und anschlies­send auch den CO2-​Wert, die Luft­feuch­tig­keit und die Fein­staub­be­las­tung. Es ist schon seit längerem bekannt, dass ein CO2-​Wert von über 1000 ppm die geis­tige Leis­tungs­fä­hig­keit mindert, was sich bei einer Wissens­ar­beit wie unserer, in Minder­ein­nahmen bemerkbar macht.Nun ist die Messung im Zusam­men­hang mit dem Coro­na­virus noch wich­tiger geworden. Obwohl die Wissen­schaft teil­weise noch uneinig ist, gehen viele Experten davon aus, dass Aero­sole bei der Über­tra­gung eine grosse Rolle spielen.

Der Sensor ist zudem portabel, was es ermög­licht den Sensor auch in den Zug, Restau­rants oder Einkaufs­zen­tren mitzu­nehmen und die Luft­qua­lität dort zu messen. Der Sensor kann zehn Stunden ohne Strom betrieben werden.

Wie lange hat die Entwick­lung gedauert und was waren die grössten Heraus­for­de­rungen?

Die Entwick­lung dauerte rund zwei Tage, da wir den Sensor bereits gekannt haben. Obwohl das Produkt gut und auch zuver­lässig funk­tio­niert ist es aktuell aber eher auf Prototyp-​Niveau. Um den Sensor als markt­fä­higes Produkt zu vertreiben müsste noch Aufwand inves­tiert werden.Die grösste Heraus­for­de­rung ist eigent­lich die Hard­ware. In den letzten Jahren war die Hard­ware noch nicht soweit, dass man Geräte öffent­lich und zu vertret­baren Preisen kaufen kann. Nun haben wir sogar ein Gerät mit einem Touch-​Display, wo ein Graph über die letzten sechs Stunden sichtbar ist. Eben­falls vorteil­haft ist, dass der Sensor batte­rie­be­trieben ist und somit auch mobil einge­setzt werden kann. Die Program­mie­rung de Soft­ware war im Verhältnis dazu relativ trivial.

Was soll mit dem Sensor erreicht werden, was ist das Ziel?

Das Ziel ist es, für mich persön­lich, zu wissen wo die Luft gut oder schlecht ist und das Risi­ko­ver­halten dies­be­züg­lich anzu­passen. Zudem wäre es schön wenn das Produkt auch bei anderen Firmen zum Einsatz kommen würde, um das Bewusst­sein für die Luft­qua­lität zu fördern. Sowohl im Bezug auf den Coro­na­virus, aber auch hinsicht­lich der CO2-​Konzentration, bezie­hungs­weise der geis­tigen Leis­tungs­fä­hig­keit, welche dadurch beein­flusst wird. Das wäre auch für Schulen und Univer­si­täten ein wich­tiger Mess­wert.

Wir stellen den Quell­code bewusst Open Source zur Verfü­gung. Dies sehen wir als Beitrag zur Bekämp­fung der Pandemie. Ein wirt­schaft­li­cher Use-​Case steht aus unserer Sicht nicht im Fokus.

Eine mögliche Weiter­ent­wick­lung wäre eine Steue­rung der Lüftung, welche abhängig vom gemes­senen CO2-​Wert akti­viert wird. Eben­falls möglich ist es Push-​Nachrichten einzu­richten, welche beim Über­schreiten eines gewissen Grenz­wertes ausge­löst werden und darauf hinweisen, dass ein Raum gelüftet werden sollte. Beides haben wir bei uns im Büro bereits so umge­setzt.

Falls jemand inter­es­siert ist den Sensor in der eigenen Firma einzu­setzen, was ist zu tun?

Aktuell müsste man den Sensor selber nach­bauen. Wie gesagt haben wir eine Bauan­lei­tung auf Github doku­men­tiert und der Quell­code ist frei verfügbar (siehe Info unten). Falls es Unter­nehmen gibt, welche sich über­legen das Produkt zu produ­zieren stehen wir gerne unter­stüt­zend zur Seite.

INFO:

Der Quell­code und die Bauan­lei­tung für den Sensor sind auf Github kostenlos verfügbar (Lizenz: Crea­tive Commons BY-SA).

Für weitere Infor­ma­tionen: info@smoca.ch

Bericht des SRF zum Thema Luft­qua­lität und Verbrei­tung Coro­na­virus in Schulen unter folgendem Link

Smoca AG: Die Smoca AG setzt mobile App Projekte und Web Platt­formen um, aber manchmal gibt es einfa­chere Lösungen. Wir beraten Sie gerne bei Ihrem Anliegen.

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